Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологий воспроизводства и безотходной переработки морского ежа Scaphichinus mirabilis с использованием УСУ "Морская экспериментальная станция Тихоокеанского института биоорганической химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (МЭС ТИБОХ ДВО РАН)"

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.518.11.7069
Организация
ТИБОХ ДВО РАН
Руководитель работ
Козловская Эмма Павловна
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
6,48 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Опережающее развитие приборной базы научных исследований по приоритетным направлениям Программы и проведение исследований с использованием уникальной экспериментальной базы.

Этапы проекта

1
18.04.2007 - 30.06.2007
1 Характеристика созданной научной продукции
В результате научно-исследовательских работ в рамках государственного кон-тракта (1 этап) получены следующие основные результаты.
Заготовлено биологическое сырье и разработан способ его консервирования, позволяющий хранить сырье при комнатной температуре в течение 2 лет. Разрабо-тана технология производства высокоочищенного эхинохрома А – биологической субстанции для производства лекарственных препаратов и БАД, из консервирован-ного сырья длительного хранения с более высоким выходом, чем в ранее описанных технологиях.
  Преимуществом выполнения работ на УСУ МЭС ДВО РАН является возмож-ность одновременно работать как со свежевыловленными животными, так и с закон-сервированными. Это позволяет оценить полноту извлечения эхинохрома из сырья и провести сравнительный анализ свойств эхинохрома, полученного по различным технологиям.
На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследова-ний предложена новая стратегия способов консервирования сырья для производства антиоксидантов и разработана технология производства пигментов морских ежей с учетом свойств как сорбентов, так и полигидроксинафтохинонов.
2 Области и масштабы использования полученных результатов
Область применения - полученные соединения могут быть использованы не только фармацевтической и парафармацевтической промышленностью, но пище-вой, косметической, биотехнологической и микробиологической, а также сельским хозяйством.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.12.2007
В результате проведенных работ в рамках контракта разработаны метод про-мышленного воспроизводства и технология выращивания промышленного количе-ства (600 тысяч) личинок морских ежей вида S. mirabilis до ювенильной стадии раз-вития. За основу технологии выращивания личинок принят метод искусственного осеменения яйцеклеток морского ежа и последующего культивирования личинок в аквариумах и создание условий для метаморфоза.
В результате выполнения проекта получены зрелые половые продукты в коли-честве, необходимом для промышленного выращивания эмбрионов морского ежа, достигнуто 100% искусственное осеменение яйцеклеток морского ежа, разработан способ инкубации эмбрионов и личинок морского ежа в аквариумах. Опытным пу-тем определены оптимальные условия аэрации, температурный режим, освещен-ность, объем морской воды в аквариуме, технология водоподготовки ежедневной смены воды, исключающая травмирование эмбрионов и личинок, и режимы корм-ления. Определены критерии оценки нормального развития личинок морского ежа. Установлены признаки компетентной стадии развития личинок морского ежа S. mir-abilis, и получены низкомолекулярные биорегуляторы, действующие на их нейро-сенсорные механизмы запуска метаморфоза. Показана предметаморфозная стадия развития личинок, и определен ряд условий, необходимых для полного метаморфо-за. Разработана технология доращивания молоди ювенильных ежей S. mirabilis в те-чение месяца после метаморфоза.
Результатом выполнения проекта является выращивание 600000 личинок мор-ского ежа S. mirabilis до компетентной, предметаморфозной стадии развития. Опре-делены условия, необходимые для полного метаморфоза, инициирован метаморфоз, определены сроки вхождения личинок в метаморфоз, и получено более 30 штук ювенильных ежей. Предметаморфозные личинки выпущены в локальном месте морского дна в районе обитания взрослых особей. Получен акт о выпуске 600000 предъювенильных личинок на морское дно.
2 Области и масштабы использования полученных результатов

В результате выполнения проекта получена реальная, относительно дешевая технология по восполнению запасов наиболее ценного для биотехнологии вида мор-ского ежа S. mirabilis. Широкое использование этой технологии позволит в короткие сроки заселить морским ежом S. mirabilis большие площади прибрежной акватории морей Дальнего Востока. Кроме того, разработанная технология или её отдельные элементы могут найти применение при культивировании в искусственных условиях личинок многих видов беспозвоночных.
Основное значение выполненного проекта состоит в том, что разработанная технология позволяет при относительно небольших затратах организовать воспро-изводство ценных пород беспозвоночных в больших количествах. Кроме этого, раз-ведение больших количеств личинок на разных стадиях развития может обеспечить биологическим материалом лаборатории, которые занимаются биоиспытаниями и оценкой антропогенного воздействия на морские экосистемы.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
В результате выполнения проекта разработана технология безотходной пере-работки морского ежа Scaphechinus mirabilis, позволяющая одновременно произво-дить 7 комплексов природных соединений. Определен состав этих комплексов. По-казано, что комплекс липидов представляет собой сложную смесь, содержащую 84% ОЛ, на долю холестерина приходится 13%, ФЛ - около 9,2%, эхинохрома А – около 3% от веса сухого остатка. Нейтральные липиды представлены триглицеридами (41 %), свободными жирными кислотами (11%), холестерином (12 %), диглицери-дом (11 %) и моноглицеридом (8 %). Среди жирных кислот наибольшую долю со-ставляют 16:0 (17%), 16:1n-7 (24%) и 20:5n-3 (15%). Общая сумма полиеновых жир-ных кислот составляет порядка 31 %, моноеновых 34 %, насыщенных – 35 %. Ис-следованы антиоксидантные свойства как комплекса, так и индивидуальных липи-дов, оценено их действие на окисление рыбьего жира. Показано, что антиоксидант-ное действие этих препаратов примерно одинаково или сравнимо с действием син-тетического антиоксиданта ионола, а фосфолипиды играют важную роль в тормо-жении процесса окисления.
Анализ макро- и микроэлементного состава комплекса, полученного на стадии экстракции эхинохрома А, показал, что в нем присутствуют такие макро- и микро-элементы как Na - 10,0 %, Mg – 4,4 %, Ca – 2,35 %, K – 2,1 %, Fe – 0,14 %, Zn – 0,1 %, Cu – 0,12 %, Mn – 0,05 %, Pb – 0,05%, Se – 0,046 %, Cd - 0,015%. Панцирь ежа со-стоит на 95 % из карбонатов Ca 2+ и Mg2+.
Анализ белков ежа показал, что они относятся к коллагеноподобным белкам.

2 Области и масштабы использования полученных результатов

Проведенные исследования показали, что морской еж Sc. mirabilis может быть источником макро- и микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот, липидов и белков, а на их основе могут быть созданы биологически активные добавки к пи-ще и кормам.
В рамках настоящего исследования была разработана БАД «Биоминеральный комплекс», предназначенная для использования в качестве дополнительного средст-ва в терапии заболеваний, связанных с нарушением липидного обмена.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Разработан способ получения соединений бензотрополонового ряда, в частности пурпурогаллина, с использованием биосинтезирующих систем макроорганизмов. Целью данной работы являлось рациональное использование воспроизводимых биоресурсов ранее неиспользуемых для получения биологически активных веществ.
2.2. В процессе выполнения работ 4 этапа показано, что в аквариуме с морской водой ежей Scaphechinus mirabilis можно содержать в течение длительного времени, том числе в присутствии 3 % пероксида водорода. Разложение Н2О2 на кислород и воду в морской воде морскими иглокожими проводили с использованием в качестве модели морского ежа Sс. mirabilis. Морские ежи полностью разлагали присутствующий в морской воде пероксид водорода в течение 2-15 мин в зависимости от его концентрации. Ежи оставались живыми в течение 4 – 5 суток после окончания экспериментов. Другие представители иглокожих (морские звезды, голотурии, офиуры) также обладают способностью интенсивно разлагать растворы пероксида водорода на О2 и Н2О, что свидетельствует об общем конструктивном устройстве защитного слоя их внутренних клеток в отношении Н2О2.
Способность продуцировать пероксид водорода морскими ежами Sс. mirabilis была доказана экспериментально с использованием известной биохимической реакции образования пурпурогаллина в присутствии Н2О2. Способность морских ежей Sс. mirabilis синтезировать пурпурогаллин позволила нам разработать способ одновременного получения двух новых уникальных антиоксидантов в одном биологическом сырье. Работы по использованию биосинтетических систем морских ежей для получения новых биологически активных веществ проводились впервые. Аналогов созданной продукции в мире нет.
2.3. Разрабатываемая технология основана на применении варианта биореактора с использованием не микробиального или клеточного синтеза, а биореактора с живыми макроорганизмами (морские ежи). Биореактор представляет собой проточный аквариум, в который помещаются морские ежи. В морскую воду вводят искусственно пирогаллол, и морские ежи начинают превращать его за счет собственных ферментных систем в пурпурогаллин. Выпущена опытная партия пурпурогаллина и его смеси с эхинохромом А.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Организация
ИПХФ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005, 2 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ТИБОХ ДВО РАН
профинансировано
Тема
Комплексные исследования дальневосточных морей России и северной части Тихого океана для повышения эффективности морской деятельности и рационального природопользования.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 22 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0
Тема
Проведение исследований с использованием высокоэнергетических уникальных установок и комплексов (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
61,8 млн
Количество заявок
15
Тема
Проведение исследований физических и химических процессов с использованием уникальных стендов и установок в области энергетики и энергосбережения (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
111,6 млн
Количество заявок
32
Тема
Проведение исследований состава, структуры и свойств веществ и перспективных материалов с использованием уникальных установок (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
148,8 млн
Количество заявок
57
Тема
Проведение исследований в области живых систем с использованием уникальных установок (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
69,6 млн
Количество заявок
33